Ойн түймэр: 7 алхам

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:03

Энэхүү төслийг Game of Thrones -ийн ид шидийн ойн түймэр, ногоон өнгөтэй шингэнээс санаа авсан бөгөөд асаахад ногоон дөлөөр дэлбэрчээ. Энэхүү төсөл нь өнгөний эффектийг өөрчлөхийн тулд RGB SMD5050 LED туузыг ашиглахад чиглэгддэг. Гурван шилэн объект нь тус бүр зургаан RGB LED зурвасаар тоноглогдсон байдаг. Arduino Uno нь гэрэл асаах зориулалттай галыг үүсгэдэг. RGB LED нь хар ногооноос тод ногоон хүртэл тод цагаан хүртэл градиент өнгөний загварыг бий болгоход шаардлагатай байдаг. Энгийн ногоон LED нь хангалтгүй, тод цагаан өнгийг бий болгохын тулд улаан, цэнхэр өнгийн бүрэлдэхүүн хэсгүүд хэрэгтэй болно. Урамшууллын хувьд энэхүү тоног төхөөрөмж нь өөр ямар ч өнгө гаргах боломжтой. Шилэн объектууд нь гэрлийг хугалж, гэрлийн жинхэнэ эх үүсвэрийг, өөрөөр хэлбэл жижиг, маш техникийн харагддаг RGB SMD5050 LED туузыг далдлахад хэрэгтэй.

Энэхүү санааг хүссэн олон объект болон хүссэн динамик өнгөний схемд өргөжүүлэх боломжтой. Дараахь өнгөний схем бүхий гурван шилэн объект бүхий тохиргоог хэрхэн хэрэгжүүлснийг энэхүү зааварчилгаанд тайлбарласан болно. Ой хээрийн түймрийн схемийг танилцуулах видеоноос харж болно. Үлдсэн схемүүдийг энэ зааврын 6 -р алхам хуудсан дээрх видеоноос харж болно.

• Ойн түймэр. Хаан ширээний тоглоом гал дүрэлзсэн мэт дүр үзүүлсэн юм.
• Unicorn татагч. Солонго өнгөөр бүдгэрч буй үзэгдэл.
• Нүдээ анив. Өнгийг санамсаргүйгээр хоёр өөр хурдтайгаар өөрчлөх.
• Буурах. Санамсаргүй өнгийг хоёр өөр хурдаар жигд өөрчлөх.
• Амьд өнгө. Нэг ширхэгийн эргэн тойронд зөөлөн хэлбэлзэлтэй гэрлээр объектоо өнгөөр будна.
• Лаа. Гэрлийн чийдэнгээ байгалийн лааны дөлийг дуурайгаарай.

Тохиргоо

Үндсэн тохиргоонд та нэг товчлуур дээр дарж зургаан өнгөний схемд шилжих болно. Давхар товшилт нь боломжтой бол нэг өнгөний схем дотор нэг тохиргооноос нөгөөд шилжих болно. Өнгөний тохиргоог Arduino програмыг засварлах замаар нэмж болно.

Ирээдүйд өргөтгөсөн хувилбарт товчлуурыг ESP8266 самбараар сольж, өнгөний схемийг хянадаг вэб хуудас руу шилжих болно. Вэб хуудсыг гар утасны хөтөч ашиглан хянах боломжтой. Энэ нь зүйлийг тохируулахад илүү олон янз байдлыг өгдөг.

• өөрчлөлтийн хурд, чиглэлийг тохируулах
• лаа гялалзах өнгийг тохируулна уу
• өнгөний тод байдал, ханалтыг тохируулах

Энэхүү зааварчилгаа нь зөвхөн хэрэглэгчийн интерфэйс болох товчлуурыг багтаасан үндсэн тохиргоон дээр төвлөрдөг.

Алхам 1: Танд хэрэгтэй зүйл

• Богино тууз болгон хайчилж болох хямд RGB LED тууз
• Эрчим хүчний нэгж, илүү зохимжтой 12 V 1.5 RGB LED туузтай хамт ирдэг зүйл
• Arduino UNO эсвэл үүнтэй төстэй
• Хоёр ULN2803AP IC: s
• Хэвлэлийн энгийн товчлуур
• Perma-Proto талхны самбар
• Утас
• Электроникийн хайрцаг
• Зарим шилэн объектыг RGB LED туузаар гэрэлтүүлэх ёстой
• Багаж хэрэгсэл (утас хуулагч, гагнуурын төмөр, гагнуур …)

Удирдсан тууз

Би 90 орчим RGB SMD LED -ээс бүрдсэн хямдхан зурвас худалдаж авсан. Жижиг нэгж нь жолоодож, өнгийг нь өөрчилдөг. Төхөөрөмж нь алсын удирдлагатай бөгөөд тууз нь өнгийг янз бүрийн аргаар өөрчилж чаддаг. Гэхдээ бүх тууз нь ижил өнгөтэй байна. Хамгийн сонирхолтой зүйл бол та тууз бүрийг зөвхөн гурван rgb LED агуулсан жижиг тууз болгон хувааж болно. Тууз бүр нь хичнээн урт байсан ч хамаагүй 12 В хүчдэлтэй байх ёстой. Гурван rgb ледийн хэсэг тус бүр өөрийн хүчдэлийн эсэргүүцэлтэй байдаг. Та зөвхөн 12 В ба хангалттай ампер, миллиамперийг хангах ёстой. Энэ төслийн хувьд би тус бүрдээ 6 ширхэг, 12 В 1.0 А хүчдэл бүхий гурван туузыг ашигладаг. Хяналтын хэсэг болон алсын удирдлага шаардлагагүй болно.

ULN2803AP

Ганц лед нь бага зэрэг гүйдэл шаарддаг. Ихэвчлэн та Arduino өгөгдлийн зүүгээс шууд асааж болно, хэрэв та эсэргүүцэгчтэй бол 5 В өгөгдлийн зүүг 3 В хүртэл 3 В хүртэл бууруулдаг. Гэхдээ ганц RGB SMD5050 LED нь улаан, грен, цэнхэр гэсэн гурван гэрлээс бүрдэнэ. Мөн энэ төслийн хувьд би 6 RGB SMD5050 LED туузыг ашиглаж байна. Arduino Uno -ийн нэг өгөгдлийн зүү нь 6 LED -ийг хянадаг. Хэрэв ледийг асаах хүч нь өгөгдлийн зүүгээр дамжих юм бол энэ нь өгөгдлийн зүүг шарах болно. Гэхдээ бүгд ийм есөн өгөгдлийн зүү байх бөгөөд энэ нь Arduino -ийн хувьд хэт их гүйдэл байх болно. ULN2803AP нь ULN2803AP нь 8 darlington транзистортой нэгдсэн чип юм. Надад 9 хэрэгтэй, тиймээс би зүгээр л хоёр ULN2803AP чип ашигладаг. Хэрэв би төслийг таван объектыг хэлэхийг хүсч байвал 7 сэлбэг транзистор надад үлдэх болно.

RGB SMD5050 LED доторх нэг данс нь 20 мА зурах чадвартай. Тэдний зургаа нь 120 мА гэсэн үг юм. ULN2803 дахь нэг зүү (нэг дарлингтоны транзистор) нь 500 мА живэх боломжтой. Гэхдээ бүх чип нь одоогийн үүсгэсэн хамгийн их 1.44 Вт дулааныг зохицуулж чаддаг. 120 мА нь 0.144 Вт гаргадаг. Би ULN2803 чипүүдийн нэг дээр таван мөр, нөгөө талд нь дөрвөн шугам тавьж байна. Энэ нь нэг чип дээр 0.72 Вт, нөгөө чип дээр 0.58 Вт байх болно. Тиймээс би зүгээр байх ёстой. ULN2803 -ийн бүх 8 мөрийг тус бүр дээр 120 мА багтаамжтай ашиглах нь чипийг 1.2 Вт хүртэл дулаацуулах болно.

Энгийнээр тайлбарлавал RGB SMD LED зурвас нь тэжээлийн эх үүсвэрээс 12 В хүчдэл авдаг. LED зурвасаас гурван өнгийн LED тус бүрийн гүйдэл ULN2803AP дахь өөрийн зүү рүү, цаашлаад GND руу ордог. Хэлхээг хааж, LED асна. Гэхдээ ULN2803AP нь Arduino -ийн 5V өгөгдлийн дохиогоор асдаг/унтраасан байдаг. Эдгээр дохио нь Arduino -аас хэдхэн миллиамп татах болно.

Шилэн объект ба LED тууз

Надад цайны гэрэлд зориулагдсан эдгээр хачин шилэн эд зүйлс байсан. Би хус модноос ялтсуудыг тайрч, LED туузыг нааж өгөх зүйлтэй болгов. Би цагираг хэлбэртэй болгохын тулд туузан дээр хэдэн нугалаа хийсэн бөгөөд тусдаа LED нэгжүүд дээшээ харсан байв. Атирааны хувьд болгоомжтой байгаарай, ингэснээр та шугамыг огтлохгүй.

Алхам 2: Хэрэглэгчийн заавар

Төхөөрөмж нь энгийн хэрэглэгчийн интерфэйстэй болно. Энэ нь тэжээлийн эх үүсвэрийг хананы залгуурт залгаснаар асдаг бөгөөд анхны өнгөний схем болох Wildfire -ээс эхэлдэг. Энэ нь цахилгаанаас салгах замаар унтардаг. Нэг товчлуур дарахад дараагийн өнгөний схем рүү шилжих болно. Давхар товшилт нь өнгөний схем бүрийн дэд схемээр дамжин урагшлах болно. Би дараахь өнгөний схемийг хэрэгжүүлэх гэж байна.

1. Ойн түймэр. Хаан ширээний тоглоом нь галын дөлийг нүдний шил шиг өдөөж, ногоон дөл нь нэг шилэн объектоос нөгөө объект руу шилждэг. Энэхүү эффект нь шилэн объектыг бие биенээ босоо байдлаар байрлуулахад хамгийн гайхалтай харагдах болно. Гурван өөр дэд схемийг дөлийн хурдаар гүйцэтгэдэг.
2. Unicorn татагч. Солонго өнгөөр бүдгэрч буй үзэгдэл. Өнгө бүр нэг шилэн объектоос нөгөөд шилждэг шиг бүдэгрэх нь эргэлддэг. Дэд схемүүд нь бүдгэрэх янз бүрийн хурдтай байх болно.
3. Нүдээ анив. Өнгийг санамсаргүйгээр хоёр өөр хурдтайгаар өөрчлөх. Дэд хэсэг нь өөр өөр палитртай байх болно (зөвхөн бүрэн ханасан өнгө, хагас ханасан өнгө, өнгөний тойргийн зөвхөн хагасаас өнгө)
4. Буурах. Санамсаргүй өнгийг хоёр өөр хурдаар жигд өөрчлөх. №3 -тэй ижил төстэй дэд хэсгүүд.
5. Амьд өнгө. Нэг ширхэгийн эргэн тойронд зөөлөн хэлбэлзэлтэй гэрлээр обьектуудаа будаарай. Дэд схемүүд нь өнгийг улаан, улбар шар, шар, ногоон, цэнхэр, индиго эсвэл нил ягаан болгож тохируулна. Чичиргээ нь сонгосон өнгөний эргэн тойронд 10 градусын секторт явагддаг. Гурван шилэн объект нь ижил өнгөөр сонгосон боловч объект бүр өөрийн гэсэн санамсаргүй байдлаар хэлбэлзэх давтамжтай байдаг тул бүхэл бүтэн багцад амьд өнгө өгдөг.

6. Лаа. Гэрлийн чийдэнгээ байгалийн лааны дөлийг дуурайгаарай. Гурван дэд бүтэц:

   1. "аль болох тайван"
   2. "хаа нэгтээ нээлттэй цонх"
   3. "Харанхуй, шуургатай шөнө байсан"

Алхам 3: RGB өнгөний талаар хэдэн үг хэлье

Энэ хэсэгт би RGB өнгөний орон зайн талаархи өөрийн үзэл бодлын талаар ярилцах болно. Та энэ хэсгийг алгасаж болно. Би яагаад RGB LED -ийн өнгийг яагаад надтай адилхан эмчилдэг талаар тодорхой мэдээлэл өгч байна.

Тиймээс RGB LED нь зөвхөн улаан, ногоон, цэнхэр гэрэлтэй байдаг. Эдгээрийг хольсноор хүний нүд таньж мэдэх бүх өнгийг бий болгоно (бараг л). Хэсэг бүрийн хэмжээ - улаан, ногоон эсвэл цэнхэр - дижитал ертөнцөд ихэвчлэн 0 -ээс 255 хүртэл тоогоор тодорхойлогддог. Бүрэн ханасан өнгө нь өнгөний бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн нэг нь тэг, нэг өнгөний бүрэлдэхүүн хэсэг нь 255 байх шаардлагатай. Бид дижитал ертөнцдөө ердөө 1530 өөр ханасан өнгөнүүдтэй байдаг.

RGB зайг загварчлах нэг арга бол куб юм. Кубын нэг орой нь хар өнгөтэй байна. Энэ орой дээрээс бид улаан, цэнхэр эсвэл ногоон ирмэгээр явж болно. Кубын аль ч цэг нь улаан, ногоон, цэнхэр координатуудаар тодорхойлогддог өнгө юм. Хар оройгоос хамгийн алслагдсан орой руу аялахдаа бид цагаан орой дээр ирдэг. Хар ба цагаан оргилыг эс тооцвол зургаан орой дээр анхаарлаа төвлөрүүлснээр бид ирмэгийг дагаж бүх зургаан оройг дайран өнгөрөх замыг бий болгож чадна. Ирмэг бүр 256 цэг эсвэл өнгөтэй байна. Орой бүрийг хоёр ирмэгээр хуваадаг тул нийт цэгийн тоо 6 * 255 = 1530 байна. Энэ замыг дагаж өнгөний спектрийн бүх ханасан 1530 өнгийг туулж байна. Эсвэл солонго. Оройнууд нь улаан, шар, ногоон, хөх, хөх, ягаан өнгийг илэрхийлдэг.

Кубын бусад цэгүүд нь бүрэн ханагдаагүй өнгийг илэрхийлдэг.

• Аль нэг цэг нь куб дотор байгаа бөгөөд улаан, ногоон, цэнхэр координатууд тэгээс ялгаатай гэсэн үг юм. Хар оройноос цагаан орой хүртэлх диагоналийг бүх саарал өнгөний шугам гэж бодоорой. Мөн шоо доторх "бүрэн ханагдаагүй өнгөнүүд" ирмэг дээрх бүрэн ханалтаас "тэг ханалт" диагональ руу бүдгэрч байна.
• Эсвэл цэг нь хар орой дээр хүрч буй шоо дөрвөлжин гурван гадаргуугийн нэг дээр оршдог. Ийм өнгө нь бүрэн ханасан гэж тооцогддог боловч харанхуй болсон. Та үүнийг харанхуйлах тусам өнгөний ханалтаа алдах болно.

Бүрэн ханасан бүх өнгийг дүрсэлсэн шоо тойрон зургаан өнцөгт зам тавихын оронд бид эдгээр 1530 өнгийг тойрог хэлбэрээр байрлуулж, 255 өөр өнгийг 60 градусын өнцөгт байрлуулж болно.. Өнгөний тойргийн бүх өнгийг гүйлгэх нь гурван өнгөний хянагчийг ээлжлэн гулсуулж байгаатай адил бөгөөд нөгөө хоёр нь ихэнх байрлалын эсрэг байрлалтай байдаг. Би өнгөний тойрог буюу солонгын спектрийг зарим өнгөний схемд ашиглах гэж байгаа тул өөрийн 1530 хэмжээсийг ашиглан өнгийг (өнгийг) тойргийн цэг болгон тодорхойлох гэж байна.

1530 масштабтай стандарт 360 хэмжээс

============================ улаан 0 0 улбар шар 128 30 шар 256 60 ногоон 512 120 оюу 768 180 цэнхэр 1024 240 индиго 1152 270 ягаан 1280 300 ягаан 1408 330

Энэхүү 1530 хэмжээс нь солонгын өнгийг RGB LED -ийн утга болгон хувиргахад хялбар болгодог.

Яагаад хэсэг тус бүрт 255 өнгө байх ёстой гэж? Яагаад 256 биш гэж? За нэг салбарын 256 дахь өнгө бол дараагийн салбарын 1 дэх өнгө. Та энэ өнгийг хоёр удаа тоолж чадахгүй.

ХБХ -ийн талаар хэдэн үг хэлье

Ердийн LED нь өгөгдсөн хүчдэлд тод гэрэлтэх зориулалттай. Энэ хүчдэлийг бууруулснаар гэрэл нь буурч магадгүй ч LED нь зөвхөн хүчдэлийг бууруулснаар бүдгэрүүлэх зориулалттай биш юм. Хүчдэлийн хагас нь огт асахгүй байж магадгүй юм. Үүний оронд бүрэн хүчдэл ба тэг хүчдэлийн хооронд шилжих замаар бүдэгрүүлэх боломжтой болно. Илүү хурдан шилжих тусам хүний нүд анивчих чадвар бага байдаг. Хэрэв LED хагас цагаар асч, хагас завсарласан бол хүний нүд гэрэл гэгээтэй LED -ийн хагас эффектээр гэрэлтэж байгаа мэт ойлгодог. Бүрэн нөлөө үзүүлэх хугацаа ба тэг эффектийн хоорондох харьцааг тохируулах нь LED -ийг бүдгэрүүлэх тухай юм. Энэ бол PWM буюу импульсийн өргөн модуляци юм.

Энэ төсөлд зориулж худалдаж авсан хямд RGB SMD LED туузанд ХОУХ -ийг хариуцдаг төхөөрөмж багтсан болно. Энэ төсөлд би Arduino UNO -ийн тусламжтайгаар ХОУХ -ийг бий болгодог. Компьютерийн дэлгэц дээр ихэвчлэн ашигладаг RGB өнгөний орон зай нь өнгөт суваг тус бүрийг 0 -ээс 255 хүртэлх утгыг агуулдаг бөгөөд сувгийн гэрэлтэлт нь утгыг шугаман дагуу дагаж мөрддөг онолын бүтэц юм. Компьютерийн график карт нь бодит LED -ийн байж болох энэ шугаман хүлээлтээс гарсан товчлолыг нөхөж чаддаг. Энэхүү төсөлд ашигласан SMD LED нь ХОУХ -ны утгыг шугаман дагаж мөрдөж байгаа эсэх нь энэ төслийн хүрээнд хамаарахгүй. ХОУХ -ийн 255 утга нь хамгийн тод гэрлийг бий болгодог. Гэхдээ 128 -ийн утга нь 255 -ийн гэрэлтүүлгийн хагас шиг ойлгогдох тод байдал биш байж магадгүй. 1925 -ийг яг 255 ба 128 -ийн дундуур гэрэлтүүлэх гэж ойлгож болохгүй.

Алхам 4: Схем

Энд би электроникийн схемийг танилцуулж байна. Зураг дээр миний холболт хэрхэн харагдаж байгааг харуулав. Би чипс, утас, товчлуурыг прото самбар дээр гагнасан. Одоогийн байдлаар бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь зөвхөн утастай холбогдсон байгаа, гэхдээ тэдгээрийг хэрхэн сайхан хайрцагт хийж, LED туузан дээр утсыг хэрхэн яаж зурах талаар би танд үлдээе. Хэрэв та 4 утастай хавтгай кабель олвол үүнийг ашиглаарай, учир нь нэг LED зурвасанд 4 утас хэрэгтэй болно. Надад зөвхөн 3 утастай хавтгай кабель байсан тул надад нэмэлт утас хэрэгтэй байсан нь жаахан муухай харагдуулсан.

Алхам 5: Код

Кодыг Arduino Uno -д зориулж бичсэн болно. Uno нь зөвхөн 6 ХОУХ -ны чадвартай зүүтэй боловч надад 9 ширхэг хэрэгтэй. Тиймээс би Бретт Хагманы бичсэн PWM тусгай номын санг ашигладаг. Үүнийг Arduino IDE -д суулгах ёстой.

wildfire.ino бол төслийн гол файл бөгөөд үүнд setup () ба loop () функцууд, түүнчлэн бүх схемийн бусад нийтлэг функцууд багтдаг.

wildfire.h бол нийтлэг толгой файл юм.

Төрөл бүрийн схем файлуудыг тусдаа таб хэлбэрээр буулгаж болно.

Алхам 6: Ажиллаж байна

Алхам 7: Цаашдын хөгжил

• Хэрэглэгчийн интерфейс нь схемийг хянах вэб хуудас болох Андройд утсаар холбогдохыг идэвхжүүлэхийн тулд ганц товчлууртай интерфэйсийг ESP8266 -аар солино уу.
• Ашиглах зурваст 70 орчим RGB SMD LED үлдсэн хэвээр байна. Энэ нь тус бүр 3 ширхэг 24 тууз юм. Өөр 24 суваг шинэ хандлага хэрэгтэй байна. Энэ нь Arduino Mega 2560 ба түүнээс дээш ULN2803AP чип, өөрөөр хэлбэл LED -д ихэвчлэн ашигладаг 16 сувгийн хоёр servo самбар хэрэгтэй болно.
• Анхны LED зурвасын алсын удирдлага, хүлээн авагчийг ашиглаагүй болно. Би хүлээн авагчаа хараахан нээгээгүй байгаа ч үүнийг ямар нэгэн байдлаар дахин ашиглаж магадгүй юм. Ардуинод логикоо хулгайлж, тоон өгөгдлийг Arduino -д хүргэж, гэрлийн үзүүлбэрийг хянахыг зөвшөөрч болно.